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機器人行業各國發展如（rú）何？德國庫卡工廠最讓人震驚！

2020-3-21 來（lái）源：中國機器（qì）人網作者（zhě）：-

許多尖端技術都與（yǔ）機器（qì）人學領域相關聯（lián），如（rú）機（jī）器（qì）學習和人工（gōng）智能、人工智（zhì）能（néng）、人機協同或自主移動係統。智能機器人是製造業數字化（huà）的重要組成部分，全球製造業麵臨巨大（dà）挑戰。

然而，隨著消費趨勢的迅速變化，資源的短缺，技術工（gōng）人的短缺，社（shè）會的（de）老齡化以及對本地產品的需求，基於柔性工業機器人的（de）自動化為這些挑戰提供了解決方（fāng）案（àn）。因此2019年我們不僅（jǐn）看到投入運行的機器（qì）人數量顯（xiǎn）著增加，而且看到越來越多的機器人應用（yòng）在新的應用領域。

世界機器人格局和（hé）趨勢如何？

IFR數據預計，在經濟不確定性（xìng）的推動下2019年將持平，機器人銷量約為42.1萬台，具體數據將於2020年9月公布。

在其2019年9月公布的顯示，2018年全球機器（qì）人安裝量增長6%，達到422271台，價值165億美元（不含軟件和外圍設備）。機器人的操作庫存計算（suàn）為2439543個單位（+15%）。

從行業上來看，因為機（jī）器人客戶行業（yè）變化，汽車和電氣/電子行（háng）業在主要目的地中國和（hé）北美一直是貿易衝突的主角，向全球經濟擴（kuò）散不確（què）定（dìng）性。然而，汽車工業仍然是最大的客戶行業，占總安（ān）裝量的30%，領（lǐng）先於電氣/電（diàn）子（25%）、金屬和機械（10%）、塑料和化（huà）工產品（5%）和食品飲料（3%）。

從曆史數據發展趨勢來看，自2010年以來，由（yóu）於全球這一增（zēng）長趨勢的持續（xù），對（duì）工業（yè）機（jī）器人的需求大幅（fú）上升使（shǐ）得（dé）工業機器人的自動化和持續技術創新。2013年起到2018年，年安裝量平均每年增長19%（複合年增長率）。介於（yú）2005年和2008年，機器人的年平（píng）均銷量約為11.5萬台，在全（quán）球經濟和（hé）金融危機導致機器人裝置下降到2009年6萬套，大量投資被推遲。2010年，投資騰出空間，將機器人安裝量提高（gāo）到12萬台。2015年以前，每年安裝量增加了一倍多（duō），達（dá）到近（jìn）25.4萬台。2016年每年超過30萬台，2017年（nián），安裝量激增（zēng）至近40萬台。2018年共安裝283080台，僅比上年增長1%，但仍為連續第六年的新高峰（fēng）。

各國的情況都不算樂觀。歐洲和美國在亞洲停滯不前的情況下強（qiáng）勁增（zēng）長,但亞洲盡管2018年增長大幅放緩,仍然（rán）是世界上最大的工業機器人市場。2018年新部署的機器人三（sān）分之二（67%）安裝在亞洲。從2013年到（dào）2018年（nián），機器人年安裝量平均每年增長23%。2018年，亞洲三大市場的情況有所不同：中國（154032台；-1%）和（hé）韓國（37807台；-5%）的裝機數（shù）量（liàng）下降，而日本（55240台；+21%）的裝機數量大幅增長。

第二大市場歐洲的機器人安裝量增長了14%，達到75560台，連續第（dì）六年創下新高。2013-2018年年（nián）均（jun1）增（zēng）長率為12%。美（měi）國（guó）的增長率甚至更高：2018年安裝（zhuāng）了約55212台機器人。這一數字比去年增長了20%，與亞洲和（hé）歐洲一樣，這是連續第六年出現的新高峰。2013年以來的平均年增長率為13%。74%的全球機器人（rén）裝置分布在五個國（guó）家2包括澳大利亞和新西蘭（lán）14，世界機器人2020工業機器人有五個主（zhǔ）要的工業機器人市場：中國、日（rì）本、美國、大韓民國和德國。這些國家占全（quán）球機器人裝置的74%。

自2013年以來（lái），中國一直（zhí）是世界（jiè）上最大的工業機器人市（shì）場，在2017年和2018年占總安裝量的36%。2018年安裝154032台。這比2017年（156176台）減少了1%，但仍超過歐洲和美洲安裝的機器（qì）人總數（130772台）。有關詳細信息，請參閱第3.3.1章。2018年，日本的機器人安裝（zhuāng）量增加了21%，達到55240台（新的峰值）。對於一個工業生產自（zì）動化水平已經很高的國家來說，2013年以來17%的年均增長率是非常顯著（zhe）的。連續第八年，美（měi）國的機器人安（ān）裝達到了一個新的峰值水平（40373台；+22%）。2010年以來，全國各（gè）製造業生產過（guò）程自動化已（yǐ）是大勢所趨（qū）。

年度安裝方麵，美國在（zài）2018年從大韓民國獲得（dé）了第三名，在美國，最強勁（jìn）的增長來自其他行（háng）業（yè）。例（lì）如（rú），機器人在美國（guó）食品和飲料行業的銷售額在2018年（nián）增長了72％，售出了2754台（tái）新機器人，但仍（réng）然（rán）僅占美國汽車行業（yè）銷售額的18％。在大韓民國，自2016年達到41373台的峰值水平以來，每年的機器人安裝（zhuāng）量一直（zhí）在下降，2018年，共安裝37807台機組（-5%），這個國家的安裝數字很大程（chéng）度（dù）上取決於電子工業，而電子（zǐ）工（gōng）業在（zài）2018年經曆了艱難的一年。不過，自2013年以來（lái），安裝量平均每年增長12%。有德國（guó）是世界第五大機器人市場。2018年，機器人安裝數量（liàng）激增（zēng）26%，達到26723台的新高峰，這個國家的安裝數字（zì）主要是由汽車工業（yè）驅動的。

在西歐，德國和意大利推動了19％的增長。意大利是歐洲第二（èr）大工業機器人（rén）市場（chǎng），2018年銷售額增長27％。東歐的增長有所下降，除了俄羅斯聯邦和波蘭，這兩個國（guó）家的銷售額均比2017年增長了40％以上（shàng）。

庫卡的車間

而在德國，機器人（rén）行業（yè）的代表企業庫卡在Industrie 4.0的元素支（zhī）持下：其零件加工過程可洞悉麵向未來的生產過程（chéng），其過程讓人震（zhèn）驚。

乍看（kàn）之下，位於德國奧格（gé）斯堡的kuka工（gōng）廠的10號生產車間看起來（lái）就像德國或國際機器製造商的任（rèn）何其他生產環境：空氣中散發（fā）出些微的油味，各個製造商的機床都在努力加工金屬零件-勤（qín）奮的員工在主持節（jiē）目。其（qí）中一名員工是Rainer Eder-Spendier，10號廳自動化和機（jī）器（qì）人技術主管。“我對這個廳充滿熱情（qíng），”這位51歲的老人（rén）說。“生產中高度和明智的自動化（huà）程度使我們與眾不（bú）同。我們（men）在這裏采用智（zhì）能自（zì）動化和（hé）數字化技術。”

乍看之下您不會注意到：大廳中的所有機器（qì）都連接到雲，並具有各（gè）種（zhǒng）Industrie 4.0功能。Rainer Eder-Spendier手持平板電腦，站在包圍機床的Burkhardt + Weber安全柵欄前麵，他解釋道：“例如，我們對整個大廳進行了數字化概覽。這類似於智能手機的地圖應用程序。它使我能（néng）夠監視所有機器並檢索它們的（de）數（shù）據。”

他用食指快速敲擊，檢查兩個Heller加工中心的狀態，這些中心由KUKA機（jī）器人定期進行裝（zhuāng）卸。類似於智能手表（biǎo）或健身追蹤器，機器（qì）人和機器收集各種各樣的數據並將這些數據傳輸到雲中。然後，數據以各種可視化形式顯（xiǎn）示在平（píng）板電腦的用戶界麵上（shàng）。“但這還不是全部，”這位慕尼黑人說，他已經（jīng）在KUKA工作（zuò）了25年以上。

他介紹道：“如果出現錯誤（wù）消息（xī），我們可以使用由我們的（de）服務（wù）技（jì）術人員多（duō）年編譯而成的Wiki類型的服（fú）務（wù）。該（gāi）數據庫包含將近500萬個（gè）解決方案提案。我們還可以使用內（nèi）置技術來回溯回顧每個過程步驟，其工作方式與飛機上的黑匣子類似。而且，我（wǒ）們可以讓軟件（jiàn）將生產過程中的任何不正常情況通知我們-這類似於ECG。” 該數（shù）據（jù）庫包含（hán）將近500萬（wàn）個解決方案提案（àn）。我們還可以使用內置技術（shù）來回溯回顧（gù）每個過程步驟，其（qí）工作方式與飛（fēi）機（jī）上的黑匣子類（lèi）似。而（ér）且，我們可（kě）以讓軟件將生產過程中的任何（hé）不正常情況通知我們-這類似於ECG。” 該數據庫（kù）包含將近500萬個解決方案提案。我們還（hái）可以（yǐ）使用內（nèi）置技術來（lái）回溯（sù）回顧每個過程（chéng）步驟，其工作方式（shì）與飛機上的（de）黑匣子類似。而且，我們可以讓軟件將生產過（guò）程（chéng）中的（de）任何不正常情況通知我們-這類似於ECG。”

溝通是智能生產的基礎

10號館共有7個單元和11個機器人。這些機器人（rén）的型號不同，均由KUKA製造。他們使用的機器是各種製造商的商用機（jī）床。機器人加工諸如底架，旋轉柱，臂和連杆臂之類的組件。組件在機器人組（zǔ）裝車間的隔（gé）壁組裝。“在這個大（dà）廳中，機（jī）器人負責製造機器人所需的各（gè）種（zhǒng）組件，” Rainer Eder-Spendier總（zǒng）結說。然後他繼續強調：“不僅要徹底測試新的技術（shù）可能性，而且要以一種真正明智的方式進行（háng）部署，這很（hěn）重要。機器（qì）具有可容納所謂握手功能的接口也很（hěn）重要。”

握手是指機器人與（yǔ）機床之間的通信（xìn）。如果係統的（de）各個組成部分（fèn）相互協調，這是必不可少的。在（zài）單元（yuán）中，機器人（rén）可以（yǐ）充當主機或從機。作為（wéi）主人，機器人會指定程序並通知機器，例如，已經裝載了工件並且現在可以關閉門。如果將機（jī）械手部署為從機，則它（tā）會響應來自外部控製器的命令（lìng）。

縮短生產時間，提高效率（lǜ）

機床通常由工人手動裝載（zǎi）。工人經常站著等（děng）待機器完成工件（jiàn）的加工。一旦完成了加工程序，工人就將工件移（yí）出（chū）並將其放到托盤上（shàng），然後再將新工件裝載到機床中。該過程不僅單調，而且效率相對較（jiào）低。正（zhèng）如我們從（cóng）10號展館看到的那樣，可以使用自動化來優化流程。“在我們的大廳裏，機器人承擔著裝卸機器的任務，” Rainer Eder-Spendier解釋（shì）說。因此，很少有人參（cān）與生產過程。實際上，即使在周末和夜班（bān）期間，也可（kě）以在（zài）一（yī）定時間內無人參與的情況下運行生產過程。” 為了做到這一（yī）點，這（zhè）些單元配備有進料裝（zhuāng）置，例如轉盤和（hé）進料傳送帶。工人手動（dòng）將這些（xiē）零件裝入要加工的零件。因此，根據準備好的工件（jiàn）數量和機器要執行的任（rèn）務，機器（qì）人可以使用長達8個小時的庫存。

機器人還執行次（cì）要任務，從而提高（gāo）了生產率。Rainer Eder-Spendier舉例說：“在我們的某些單元中，機器人將螺旋油的螺紋切成預先鑽（zuàn）孔的孔，而機（jī）床則在加工下一個工件。” 在大多數單（dān）元中（zhōng），工件（jiàn）去毛刺是機器人執行的（de）另一項任務。以此方式（shì），有效地利用了等待時間，並（bìng）且由於減輕了機器的加工任務（wù），例如鑽（zuàn）孔和銑削操（cāo）作落入+/- 0.2 mm的公（gōng）差範圍內，因此縮短了單個零件（jiàn）的生產時間。因此，可以（yǐ）在機床（chuáng）上更好地利用寶貴的加工時間，並且可以生產更多的（de）零件（jiàn）。

機器人+機床

實際上，第10號展館中的一個機器人單元可能（néng）看起來像（xiàng）這樣：製（zhì）造（zào）商Grob生產的三台機床可使用30多個係（xì）統托盤，因此可以快速靈（líng）活地響（xiǎng）應各（gè）種要求。工人將（jiāng）要加工的工件夾緊在轉換站的夾緊裝置中。接下來，將組件與托盤和固定（dìng）裝置一起裝入單元（yuán）。KR 600 R2830 FORTEC機器人執行（háng）各個（gè）步驟的鏈條，並將材料從機床運送到返修單元，在返修單元（yuán）中完成金屬零件（jiàn）的加（jiā）工，例如去毛刺（cì），鑽孔或配（pèi）備螺旋油。機器人通過線性單元接近三台機（jī）器，然後將完成的零件帶回到相關的操作員位置。工人鬆開夾緊裝置。

在另一（yī）個具（jù）有製造商海勒（lè）（Heller）製造的（de）兩個加工中心（xīn）的單（dān）元（yuán）中，過程（chéng）類似。借助氣動夾具，KR 500 L480-3 MT FORTEC機器人拾起已放置在轉盤上的工件並將其裝入兩台（tái）機器之一。為了使其能夠交替加載兩台（tái）機器（qì），將機器人安裝在線性單元上。四個進（jìn）料站可提供足夠的原料。一旦機器中的加（jiā）工過（guò）程完成，機（jī）器（qì）人就會在轉換站對零件進行去（qù）毛刺。最後，機器人將零件放到轉盤上（shàng）。

Burkhardt + Weber公司的機床也（yě）由KR 500 FORTEC機器人進行裝卸。加工（gōng）連（lián）杆臂（bì）和旋轉柱的機床配備（bèi）了一個雙托盤更換器：一個托盤容納連杆（gǎn）臂的夾具，另一個托盤（pán）容（róng）納旋（xuán）轉柱的夾具。當機器人將工件裝載到一個托盤上時，機器（qì）將對夾緊在另一托盤上的工件進行操（cāo）作。

自動化和聯網的優勢

Rainer Eder-Spendier說：“自動（dòng）化使工人的工作變得非常容易，因為在大多數情況下，工人不再需要手動將（jiāng）重的工件裝載到機床上。” 僅要求工人提供（gòng）材料。但是，這（zhè）需要更少的時間和（hé）精力，這意味著該係統可以實現更高的生產率。另（lìng）一個優點（diǎn）：不（bú）需要擁有專門針對機器人的專（zhuān）業知識來執行去毛刺任務。

單元切換到該模式後，便可以使用KUKA.CNC軟件（如常規機床）以G代碼操作它們。記錄的數據，甚至是與KUKA以外的公司製造的組件相關的數據，都可（kě）以在（zài）雲中使用（yòng）。這樣，就可以始終具有對當前（qián）生產過程的完（wán）全可見性和（hé）完全控（kòng）製權，實現更高的透明度並始終優化任務計劃。

雖然（rán）德國的工（gōng）業製造在新（xīn）世紀以來一度不景氣，但從庫卡工廠，卻看到德國本身（shēn）的自動化技術仍然走在世界前列（liè）。

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